時間：2023-03-02 15:01:20
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在美國、加拿大、日本、澳大利亞、英國等發(fā)達國家，建立了不同類型的地質資料管理服務系統(tǒng)，將地質資料集群化，鉆孔數字化，實現了三維地質可視化，開發(fā)了一系列地質信息產品，已形成了地質信息產品產業(yè)鏈。自2004年起，上海市政府與國土資源部合作，投資4000萬元，建成上海市三維可視化城市地質信息服務和管理系統(tǒng)，對地質資料信息服務集群化和產業(yè)化進行了軟件開發(fā)。目前，全國600多個城市正在應用這套系統(tǒng)開展了城市地質調查和城市地質資料的集成，為城市建設和城市發(fā)展提供了三維可視化服務。2009年—2012年，山東省開展了山東省焦家式金礦地質資料信息服務集群化與產業(yè)化工作，應用了礦山儲量計算軟件管理服務系統(tǒng)對礦山儲量進行了計算，為礦山增儲和遠景勘查提供了技術服務。目前全國許多礦山都應用了這類系統(tǒng)對礦山儲量進行了動態(tài)管理。近幾年，湖北省建立了礦政管理一張圖系統(tǒng)平臺，實現了儲量、礦業(yè)權、地質災害的實時平臺管理，使礦業(yè)權審批、儲量動態(tài)監(jiān)管等工作方便、快捷和可視化，這套系統(tǒng)在全國具有示范作用。湖北省地質環(huán)境總站建立了全省地質災害預警系統(tǒng)，已成功應用于減災防災上。湖北省地質資料館已初步建立電子瀏覽借閱系統(tǒng)。通過全國地質資料匯交監(jiān)管平臺，更好地促進了地質資料匯交。湖北省地質調查院應用了全國礦產資源潛力評價系統(tǒng)，對全省主要礦區(qū)地質資料進行了系統(tǒng)集群。全國地質資料目錄查詢系統(tǒng)為廣大地質工作者提供了地質資料信息。
2地級市地質資料管理服務系統(tǒng)建立的意義
地質資料是地質工作中形成的重要基礎信息，是國家的寶貴信息財富。地質資料信息蘊藏著巨大的利用價值:一是地質資料的科學價值，對于教學、生產、科研、科普等有重要的指導作用;二是地質資料信息蘊藏著巨大的經濟價值，通過綜合研究和開發(fā)，可廣泛應用于國民經濟建設的多個領域，促進區(qū)域性經濟可持續(xù)發(fā)展。黃石市是中國重要的鐵、銅、水泥生產基地，礦產資源豐富。依托礦產資源開發(fā)利用，黃石市從一個江邊小鎮(zhèn)，逐步發(fā)展成為生機勃勃的區(qū)域中心城市，城市建設速度不斷加快。多年的地質勘查、礦產開發(fā)和城市建設，形成了豐富的地質、礦產、物化探、水文、工程、環(huán)境、市政建設、科研等地質資料，形成了海量的數據。但這些資料、數據和信息分散、數字化程度極低，只有通過地質資料管理服務系統(tǒng)的集成、建庫，才能更好快捷地實現地質資料三維可視化服務。黃石市城區(qū)地質資料管理服務系統(tǒng)的初步建立，是地質資料數據中心建設的基本要求，對于實現地質資料信息化建設提供了一個寬廣的平臺，也是地質資料信息服務集群化產業(yè)化的重要任務之一。通過系統(tǒng)對資料、數據與信息的集成，可減少地質工作的重復投入，降低地質工作投入的風險。城市地質鉆孔的集成與可視化，為城市地下空間的利用提供決策依據。湖北省黃石市是一個礦業(yè)城市，在全國具有代表性，通過地質資料管理服務系統(tǒng)的建設與完善，更好更快地實現對地質資料的平臺管理，也更好更快地為社會提供地質資料信息的優(yōu)質服務，對于全國地級市和礦業(yè)城市的地質資料管理服務系統(tǒng)建設具有一定的指導意義，也是地質資料管理向市縣延伸的有效管理辦法之一。
3系統(tǒng)設計
3．1設計思路
系統(tǒng)總體體現了地質資料信息服務集群化產業(yè)化的基本理念，突出了地質資料數據中心地質資料匯交、管理和服務的三大功能。
3．2設計原則
系統(tǒng)應具有單易操作、實用快捷、安全可靠、兼容擴容等特征。(1)整個系統(tǒng)初步將工程地質三維建模體系和礦山地質三維建模體系整合到了一個統(tǒng)一的系統(tǒng)中。(2)系統(tǒng)基本滿足黃石市城區(qū)各方面的需要。這些需要主要有:城市規(guī)劃與發(fā)展需求、城市地下空間開發(fā)利用需求、礦產資源勘查開發(fā)需求、礦山環(huán)境恢復治理與環(huán)境監(jiān)測需求、礦政管理服務需求、城市轉型需求等。根據市地質資料數據中心建設目標和任務，設計、建設好地級市地質資料管理服務系統(tǒng)。地級市地質資料管理服務系統(tǒng)由功能系統(tǒng)、分類系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)三部分組成。
4系統(tǒng)構成與功能
4．1系統(tǒng)構成
黃石市城區(qū)地質資料管理服務系統(tǒng)主要分為資料服務、礦政服務、城市建設服務和系統(tǒng)維護四個子系統(tǒng)(圖1)，體現出市地質資料數據中心的主要工作和職能，每個部分都具有數據組織、數據錄入、數據檢查、數據維護、信息查詢、統(tǒng)計分析、編輯等功能.
4．2系統(tǒng)功能系統(tǒng)主要有數據錄入、導出、儲存等功能。
4．2．1數據錄入導入用戶可根據系統(tǒng)提供的數據庫、數據表格式，進行數據錄入。通過系統(tǒng)功能可將錄入好的數據導入到系統(tǒng)中自動建庫。也可將標準數據庫中的數據進行三維建模，建立地質三維模型。
4．2．2數據儲存在地質資料、地質數據、圖形、數據庫分類的基礎上，系統(tǒng)對它們實現有序管理。對這些海量的地質資料和地質數據進行分類儲存和有序管理。提供檢索與瀏覽服務。
4．2．3數據更新功能用戶根據需要，可進行數據增加和數據刪除。系統(tǒng)可對數據進行及時更新，保證數據的時效性、實用性。
4．2．4圖形編輯管理系統(tǒng)對各種地質圖實現分類分層管理。用戶可對地質圖進行矢量化編輯。
4．2．5自動生成通過對數據庫進行操作，系統(tǒng)可自動生成數據表、矢量化圖、新的數據庫、三維地質模型等。
4．2．6糾錯系統(tǒng)對錄入的數據和導入的數據可進行自動質量檢查與對錯檢查，可進行數據間邏輯檢查，在一定的條件下刪除錯誤的數據，自動糾正錯誤數據。也可顯示錯誤數據信息，提示信息化管理人員糾正錯誤數據。
4．2．7輸出功能對資料、數據、圖表等可進行打印、復制。
4．2．8兼容功能系統(tǒng)可兼容其他的地質資料信息化系統(tǒng)與數據庫。還具有二次開發(fā)功能，用戶可以根據需要，增加功能設置。
4．2．9顯示顯示系統(tǒng)、功能、數據庫、模型、地質資料信息服務產品等。模型是在一個統(tǒng)一的平臺上，利用軟件對標準數據庫進行操作而成，實際上是對標準數據庫的三維動態(tài)集成。模型主要由地質鉆孔生成。通過對標準數據庫的集成，形成一張三維可視化的綜合地質圖，集成所有的地質資料信息與成果，這是地質資料信息服務集群化的最重要成果。
4．3數據庫
4．3．1原始數據庫是收集到的各種地質資料與數據。不加任何修改，保持其原有性質。
4．3．2標準數據庫是指系統(tǒng)進行常規(guī)分析評價、三維建模所使用的基礎數據的集合，包括地理信息數據、區(qū)域地質數據、水文地質數據、工程地質數據、礦產資源數據、地質災害數據、地球物理數據、地球化學數據、礦產勘查數據、礦產開發(fā)數據等，按數據類型分有矢量圖形、屬性數據表、柵格數據、影像數據、文本數據。
4．3．3成果數據庫是指系統(tǒng)生成的各類成果資料的數據集合，包括有關專業(yè)的成果圖件、三維模型分析結果，按數據類型分有矢量圖形、三維空間數據、數據表、圖片數據、視頻數據等。該層次的數據允許進行編輯修改。
5系統(tǒng)管理
數據管理與維護主要涉及數據導(錄)入與顯示、數據編輯、數據管理、質量控制、數據轉換、元數據管理和數據輸出。
5．1系統(tǒng)進入雙擊“黃石市城區(qū)地質資料管理服務系統(tǒng)”圖標，輸入用戶名和密碼，進入系統(tǒng)(圖2)
5．2數據錄入建庫進入系統(tǒng)界面后，系統(tǒng)視窗左上方有地質資料管理、礦政管理服務、工程地質、環(huán)境地質、系統(tǒng)設置等欄目，第個欄目中有一些菜單和操作工具(圖3)?？纱蜷_錄入界面，按照錄入格式錄入數據。系統(tǒng)視窗左邊有圖形數據樹，下設一些下拉菜單。打開欄目和數據樹，可查詢地質資料、數據和圖表，按條件可以進行搜索、統(tǒng)計列表和打印輸出。環(huán)境地質和工程地質是城市建設的兩大部分。可根據菜單欄中地災查詢工具對地質災害點進行查詢，可以查詢到點位坐標和各災害點的基本信息。操作菜單欄中三維建模工具，可建立地質鉆孔三維模型，實現模型的一系列功能。系統(tǒng)支持對數據庫中所有數據表的錄入，實現了數據庫中數據的實時更新功能(圖4)。
6系統(tǒng)應用
服務系統(tǒng)服務主要有地質資料借閱與復制服務、礦政管理服務、城市建設服務、地質資料信息的共享等。下面以電子一體化服務為例說明系統(tǒng)的服務功能。6．1電子一體化服務目錄菜單查詢:在資料檢索初始界面，所有的地質資料目錄信息會顯示在檢索結果中，用戶可以在這個界面查看所有地質資料的基本信息，如資料編號、地質資料名稱、作者和關鍵詞。根據需要打出地質資料借閱清單(圖5)。查詢地質資料摘要:若用戶想對地質資料信息進行更詳細的了解，在目錄清單中選擇一條記錄，可以通過雙擊鼠標的方式查詢資料的詳細信息，如查看資料編號為DZ093的地質資料信息，從地質資料編號到內容簡介和關鍵詞，內容清楚(圖6)。圖6目錄詳細信息查詢Fig.6Detailedinformationofdirectoryretrievalsystem電子瀏覽:在目錄詳細信息查詢的基礎上，在電子瀏覽字段對應的信息中記錄了地質資料的存放路徑，用戶可以通過鼠標雙擊的方式打開相應的地質資料進行瀏覽(圖7)。圖7地質資料內容Fig.7Geologicaldatacontent6．2地下三維空間開發(fā)選擇工程地質鉆孔和礦區(qū)地質鉆孔錄入、導入標準數據庫，建立鐵山礦區(qū)地質三維建型。選定一條路線，查看沿線地質體、地層、巖性等(圖8)。此外系統(tǒng)還設計出了地級市地質資料借閱與復制管理流程、礦政服務等功能。
7結語
若滑坡體處于飽和狀態(tài)，有效應力將會有所減小，而空隙之間的壓力為正，若滑坡內的孔隙壓力過大，那么滑坡將會失穩(wěn)。受水力梯度的影響，水在滑坡內將會形成滲流荷載，主要包括浮托力和滲透力。托浮力是一個向上的力，它會導致坡體的穩(wěn)定性降低，當有隔水層存在于滑坡內時，隔水層將會受到滲流荷載的凈水壓力作用，靜水壓力的大小隨著裂隙深度的增大而增大，當力的大小達到一定程度時極可能造成梳理劈裂，從而導致滑坡發(fā)生；若滑坡內存在較大裂隙，那么水流的速度也會隨之而變大，滑坡的穩(wěn)定性也將會受到動水壓力的影響。
2利用有限單元法對滑坡的穩(wěn)定性進行分析
2.1有限單元法
有效單元法是一種數值分析法，主要用于研究復雜工程。有限單元法同傳統(tǒng)的數值分析法相比具有的優(yōu)點是：不用事先對遭受破壞面的形狀及位置進行假設；可以對處于復雜地區(qū)的地貌、地質、地形的工程進行分析；可以利用計算機對工程中使用的各種材料以及工程中的載荷、本構關系、約束條件進行模擬。
2.2基本原理
利用有限單元法可以將連續(xù)介質逐步轉化成離散介質，有限各單元的組合體代替原理的連續(xù)介質，各單元通過結點互相連接，把結點位移作為基本未知量，通過充分原理或虛功原理建立求解結點位移的聯立方程。可以利用函數插值來獲取，再通過計算獲得單元內應力和單元內應變革。單元的適應力隨著函數階次增高而增高，但在實際應用中并不是選取的階次越高而越高，因為隨著階次的增高，計算也會變得更加復雜，因此選取合適的階次對于緩坡的穩(wěn)定性研究來說十分重要。在運用時步增量時，第n時步的節(jié)點位移增加量為{Δσ}En與內部位移增加量{ΔX}n分別為：{Δσ}En={ΔX}N={ΔU,ΔV,ΔW}T根據節(jié)點位移增減量可以得到單元內部位移增加量，即：{ΔX}n={N}{Δσ}En依據彈性倫理，得到{Δσ}n={Δε}n=[S]其中[S]=[D][B]式中[S]代表應力矩陣；[D]代表彈性矩陣；[B]代表應變矩陣。根據經理等效將體力、面力等外力合理的分配到相關結點上，即式中{ΔV}、{Δq}、{Δp}分別表示體積、增加集中力的量、面力。在通過虛偽原理可以推出平衡方位為：在將繞結點進行組合，就能得到全體結點荷載增加量同全體結點位移之間的對應關系，即：[K]{Δσ}n={ΔF}En將以上的所有數據進行疊加處理后，便可以得到n時步時結構的位移量分別為（б）m、（σ）n、（ε）k。
3水利水電工程滑坡災害評價
3.1災害評價的概述
在對滑坡災害進行評價時，必須要對引發(fā)災害的主要因素進行確定，在依據主導因素確定指標時，最好針對滑坡災害評價建立指標體系。對于庫岸滑坡的災害評價主要包括危險性、破壞損失、防治工程效益等方面。進行危險性評價時，要對滑坡體的穩(wěn)定性進行分析，對其穩(wěn)定性做出正確的判斷；危險性評價是破壞損失的評價前提，是對滑坡造成經濟損失、人員傷亡及環(huán)境等進行評價；防治工程效益評價需要依據危險性評價來選取相應的工程加固措施，針對防治工程的可行性、合理性做出一個正確的判斷，為防治工程優(yōu)化提供合理方案。
3.2主要工程措施
在對滑坡工程的災害進行正確的評價后應當采取相應的治理措施有排水、抗滑擋墻、錨固支護、阻滑鍵等方式。滑坡治理最常見的方式是地下排水和地表排水。采用地下排水時主要就是在滑體內安裝排水盲洞、排水鉆孔、排水平洞、支撐滲溝等方式。采用何種處理方式對滑體進行處理要根據滑體的實際情況進行選擇。地表排水的處理主要采用的方式有截、排、防等。截，主要是在滑體周圍設置截水溝，使滑體周圍的水不會進入到滑體內；排，指的是利用滑體周圍天然的水溝或修建的排水溝，將地表的水引流到滑體的處，減少滲入；防，主要是采用合理的防滲措施對已經流到滑坡范圍內的降雨或地表水進行處理，在處理過程中可采取對地表的裂縫用水泥漿封口或用黏土進行回填夯實，降低滲入滑體內部的水的速度，并盡快將水引到滑體外部。
4結語
某房屋建筑的地下室人防工程采用梁板式筏基基礎形式和鋼筋混凝土框架結構形式，其中框架梁規(guī)格為500mm×1700mm，基礎底板厚度分別為400mm，500mm，600mm，梁頂標高0．0m。本工程在施工期間，現場勘察發(fā)現框架梁分布寬度和深度不一的裂縫，在南側框架梁上，借助非金屬超聲波測試方法，發(fā)現有0．20mm，0．15mm～0．30mm，0．20mm～0．35mm的裂縫，其中0．20mm裂縫從梁底開始，其長度200mm左右;0．15mm～0．30mm裂縫沿框架梁貫通上下部，并且中間比較寬，長度約1100mm;0．20mm～0．35mm裂縫以豎向類型居多，長度約1100mm。另外地下室的框架剪力墻結構，所采用的梁板式筏基基礎底板厚度分別為400mm，500mm，600mm，在地下室底板的外墻，以S16級抗?jié)B混凝土的形式，澆筑了6道后澆帶，并按照8度的抗震烈度設防，其中地下室主樓墻混凝土強度等級為C60、樓板及梁混凝土強度等級為C30、主樓柱混凝土強度等級為C60;基礎梁、地下室底板、外墻混凝土抗?jié)B等級為S16，水箱、水池混凝土抗?jié)B等級為S8;填充輕質墻體的材料為加氣混凝土砌塊、輕鋼龍骨紙面石膏板;地下水埋深在－2．0m左右。工程在該背景下施工，按照相關的質量控制標準，需重點兼顧地下室鋼筋混凝土框架、地下室抗?jié)B混凝土底板、地下室基坑圍閉止水結構的施工，具體施工內容如下文所述。
2案例房屋建筑地下室人防工程施工現場技術質量管理要點
基于案例建筑地下室人防工程的基本概況，在此分別從地下室鋼筋混凝土框架梁裂縫處理、地下室抗?jié)B混凝土底板抗裂施工、地下室基坑圍閉止水施工三個方面，深入探討工程施工現場技術質量的管理要點。
2．1地下室基坑圍閉止水施工
除了框架梁裂縫處理和抗?jié)B混凝土底板抗裂施工，地下室基坑圍閉止水施工，也是地下室人防工程施工的重點施工步驟。其施工方法如下:1)基坑排水。本工程基坑排水，主要是在施工前設置明溝、集水井等進行排水，同時將深攪止水帷幕樁設置于開挖上口線外，按照《建筑地基處理技術規(guī)范》，為坑內降水和坑外回灌提供有利的作業(yè)條件。其中主要排除施工現場的基坑涌水和積水，在排水溝設置時，需在基坑開挖之前就預先修好，并連接市政排污管道，同時可根據實際需求，在施工現場設置沉淀池、明溝和集水井，以及利用潛水泵、離心式水泵和泥漿泵等，定時排除基坑內的積水和涌水。2)基坑降水。在本工程當中，在基坑的周圍設置了單排深層攪拌樁，以作為止水帷幕，其中樁基長度、直徑、搭接長度等，分別為10m，500mm，250mm，同時設置了井點降水和坑內降水等，前者是在結合工程地質情況的基礎上，在基坑開挖的同時，進行坑內降水，但為了減少對地下構筑物的影響，在坑外設置了回灌井，這樣就能夠靈活結合地下水位的變化情況，對回灌水量進行調節(jié)。除此之外，為防止降水曲面向外擴張，以及由于水位下降而出現周圍建筑基礎下沉，可在基礎周圍布置適量的注漿孔，以此調整注漿的壓力。通過對地下室基坑圍閉止水的施工，基本解決了圍閉止水降水和排水問題，這在地下室人防工程中，具有積極的工程意義。
2．2地下室鋼筋混凝土框架梁裂縫處理
地下室鋼筋混凝土框架梁施工，發(fā)現在梁跨中底部，由于軸線截面尺寸太大，所使用的混凝土超標，使得早期水泥水化反應的水化熱程度大，在混凝土冷卻的過程中，產生不同尺寸大小的收縮裂縫，另外桿件具有較強的自由變形能力，使得軸線方向在拉力影響下，出現中間寬兩邊窄的收縮裂縫。針對這些裂縫，具體的防治措施從材料選用、混凝土澆筑振搗等方面入手，控制好鋼筋保護層的厚度、混凝土級配、振搗密實程度等，并做好鋼筋表層的防腐工作。經工程總結，確定以下幾種裂縫處理方法值得推廣應用:1)表面修補法，針對那些表面較為穩(wěn)定，并且結構承載能力不會受到裂縫影響的部位，將水泥砂漿、環(huán)氧膠泥等直接涂刷在裂縫表面，或者涂刷油漆和瀝青等防腐材料，以控制裂縫的繼續(xù)開裂。這種方法的技術質量控制要點，前提是檢查地下室墻體表面裂縫的寬度和長度，如果裂縫寬度和深度比較小，則適用這種方法，但需借助勘察儀器，檢查表面裂縫內部是否貫穿墻體內部。2)灌漿和嵌縫封堵法，借助壓力設備，將膠結材料壓入到裂縫當中，當膠結材料硬化，就能夠與混凝土形成統(tǒng)一的整體，工程選擇范圍內的膠結材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等化學材料。這種方法適用于貫穿型裂縫，所使用的膠結材料，要檢查是否與墻體本身材料存在排斥性，以保證膠結材料的封堵效果。3)結構加固法，常見的加固方法有加大結構截面面積、預應力法加固、粘貼鋼板、增設支點等。本工程南側框架梁的位置，在貫穿裂縫的影響下，其主體結構出現了較為明顯損傷，因此可考慮選擇粘結鋼板的加固方法，至于其他部位，可根據現場情況，予以靈活應用。4)仿生自愈合法，主要針對新出現的裂縫，將含有粘結劑液芯纖維等的特殊組分摻入混凝土當中，模擬生物創(chuàng)傷愈合的機能，形成混凝土內部的“自愈合神經網絡系統(tǒng)”，在出現裂縫時，可自行分泌出部分液芯纖維，使得裂縫重新愈合。
2．3地下室抗?jié)B混凝土底板抗裂施工
案例建筑地下室人防工程要求在一般鋼筋混凝土工程標準的范圍內施工，因此施工工藝相對比較復雜，工程地下室的基礎底板采用強度C40和抗?jié)B等級S16的抗?jié)B混凝土，形成厚度為600mm的基礎底板。為提高抗?jié)B混凝土底板的抗裂水平，在施工前需要對混凝土的抗裂度進行驗算，其中主要的計算參數包括材料重量、材料比熱、材料現場初始溫度、每立方米混凝土中水重量、每立方米混凝土中砂重量、每立方米混凝土中水泥重量、水比熱、碎石比熱、砂比熱、水泥比熱等，并在混凝土澆筑約72h之后，根據混凝土內最高溫度、混凝土墻壁最大厚度、混凝土降溫系數等，繪制出混凝土溫度變化曲線，以此作為抗裂施工的依據。關于抗裂施工，工程采用溫控施工的技術。1)選擇合適的混凝土材料，其中包括水泥、細骨料、粗骨料、混合料、外加劑等，水泥要選用礦渣硅酸鹽水泥;細骨料含泥量不大于2．0%;粗骨料為連續(xù)級配5～31．5范圍內的碎石;混合料按照相應的配合比設計，但必須符合國家的相應的標準;外加劑為緩凝型減水劑，初凝時間控制在7h～8h之間?；炷敛牧显谶x擇過程中，需要進行縝密的材料試驗工作，將各種材料的配合比調整在最佳狀態(tài)，這也是材料選用時技術質量管理的重要舉措之一。2)配合比設計，按照混凝土絕熱溫升、溫差、溫度應力的理論參數，將溫度應力控制在混凝土結構抗拉強度范圍內，同時按照既定的配合比，至少滿足大體積混凝土施工的要求，以及混凝土設計抗壓強度和抗裂要求。配合比設計是保證抗裂施工材料質量的主要技術手段，在配合比設計時，不僅需要參照相應的技術質量管控標準，還需要結合工程的實際情況，進行因地制宜的調整。3)混凝土拌制，拌制之前，對粗骨料和細骨料的含水量進行測定，以設計含水量為標準，對用水量進行合理調節(jié)，并將水泥、粗骨料、細骨料、水的重量誤差分別控制在±2%，±3%，±3%，±2%之內，然后以大約2min的時間均勻攪拌，期間要控制好混凝土攪拌的溫度。4)混凝土澆筑，以機械振搗的方式，從澆筑層底部開始，往上澆筑，為確保振搗的均勻性，需要在混凝土卸料點位置和混凝土坡腳位置，布置兩道振動器，以確保上下部混凝土的振搗密實，在混凝土澆筑到頂面后，相隔5h即可找平混凝土表面，并利用木抹子打磨壓實，直至表面沒有收水裂縫。5)混凝土保溫養(yǎng)護，目的是將混凝土內部和外部的溫差控制在設計標準范圍內，在混凝土終凝之后，在混凝土表面灑水濕潤，同時覆蓋一層麻袋，并根據需求補充水分，另外在混凝土的兩邊，也需要覆蓋麻袋，旨在控制空氣的對流，使得混凝土的表面和側面溫度均能控制在調控范圍內，直至側面拆模。通過這些抗裂施工技術，能夠為地下室人防工程的抗?jié)B混凝土底板施工質量的提高，提供施工的依據，在本工程中表現出良好的施工效果。
3結語
一、高中地理會考應體現素質教育的功能
高中地理會考是在高考?？嫉乩?，普通高中的課堂教學嚴重向“應試教育”傾斜的情況下開始進行的，因 此，帶有糾偏的歷史使命。在“應試教育”進一步暴露出弊端的同時，社會各界普遍提出了貫徹素質教育的主 張。素質教育的內涵十分廣泛，但就考試而言，大體包含如下內容：考試是一種手段，具有對教學進行評價、 反饋、預測和激勵功能。通過對這種手段的運用，測驗師生教與學的狀況，調整教學過程，促進教學方法的改 進，達到使全體學生全面提高文化科學技術素質的目的。
如何體現素質教育的考試，我們以為應具有以下四點。
1.各種考試都必須從整體課程計劃的角度來設計，盡可能在考試中滲透思想道德、文化科學、勞動技能和 身體心理素質的評價因素。
2.要立足于反映全體學生學習的狀況，盡可能地發(fā)揮考試的激勵作用，使所有學生從考試中認識到自己的 學習成績，并能激發(fā)再學習的欲望。
3.要注重對學生認知能力、發(fā)現能力、學習能力、發(fā)展能力和創(chuàng)造能力的測試。
4.注重基礎知識和基本技能的考查。
二、對高中地理會考的性質、目的和內涵的認識
高中地理會考是國家承認的省級普通高中學業(yè)成績考試。它不同于升入高一級學校所進行的選拔考試，而 是屬于以標準參照為主的終結性考試。也就是以教學大綱要求為依據的水平考試。其任務在于考核學生地理課 程的學業(yè)是否達到高中畢業(yè)標準。因此，它必須嚴格區(qū)別于高考，必須面向全體學生。
會考的內涵：我們認為主要應該考核學生在高中地理教學大綱規(guī)定范圍內，所應具備的地理素質。具體說 ，包括作為現代人不可缺少的地理科學文化知識、地理思維方法、正確的環(huán)境觀、資源觀、可持續(xù)發(fā)展意識、 全球意識、繪制簡單地圖和圖表的能力，以及作為一個中國公民所應了解的國情、國策和省情知識。要強調指 出的是，上述內容是普通高中學生所應具備的，按高中地理教學大綱的規(guī)定，應屬基本要求。與此同時，還應 考慮高中地理課在高中所占的課時比例，以及我省民族眾多、薄弱學校較多等因素，在制定考試目標時，需在 高中地理教學大綱允許的范圍內，把合格的下限適當下調，合格以上分出若干層次，以激勵不同學習狀況的學 生產生再學習的欲望。
高中地理會考，要全面貫徹高中地理教學大綱的精神，發(fā)展素質教育，提高地理教學質量。這是地理會考 的總精神。為了達到上述目的，我們通過教研途徑，對高中地理課的教學強調以下幾點：1.抓好基礎知識和基 本技能訓練；2.重視培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力；3.重視培養(yǎng)學生的愛國主義情感、全球觀念和正確的人 口觀、資源觀、環(huán)境觀。
地理素質教育內涵豐富，而且隨時間、空間而異，要充分體現它，就需要從許多方面作不懈努力。
三、擬訂會考命題計劃的指導思想及設想
高中會考是一項十分嚴肅而認真的工作，經過多年實踐，深刻體會到，會考是否真正反映了貫徹地理教學 大綱的精神，是否真正反映了地理學科對學生進行素質教育，命題的恰當與否是關鍵。然而，命題計劃的編制 ，又從根本上控制著命題的質量。因此，在歷年會考中，都把編制會考命題計劃，當做一項重要工作來抓。
（一）擬訂命題計劃所遵循的原則
1.適度性原則。試卷中試題的能力和層次要求，應在地理會考目標規(guī)定的范圍之內。
2.代表性原則。試題的內容，能力要求，應對地理會考目標總體具有代表性。
3.結構性原則。試卷中各種題型的比例設計，要符合地理會考目標規(guī)定的要求。
4.導向性原則。試題有利于學校提高教學質量，有利于提高學生的素質。
（二）地理會考試卷總體設計
地理會考試卷總體設計是命題指導思想、命題原則的具體體現。因此，根據會考目的，把總體設計定位為 ：重點考核學生對高中階段地理學科的基本知識和基本技能的掌握程度；運用所學地理知識分析問題解決問題 能力的考查，既要使大多數學生經過努力達到會考合格要求，又要使及格以上學業(yè)水平有一定區(qū)分度。根據這 個總體設計，把有關問題作如下處理。
1.內容比例。根據地理教學大綱要求和教材內容的知識比例，歷年會考中，把地球的宇宙環(huán)境、自然地理 和人文地理分數比確定為1:4:5。在這個框架內，再根據教材知識點的密集程度，確定各單元所占分數的比例。
2.考試水平。設計考試水平的目的，在于用可操作的明確語言，對考核的要點提出具體要求。根據教學大 綱對教學要求的規(guī)定，參照布盧姆認知領域教育目標分類體系和教學實際，把地理考試水平由低到高分為識記 、理解、應用三級。從發(fā)展素質教育，提高學生能力的構想出發(fā)，我省從1990年實行中學地理會考以來，一直 強調理解和應用的考核。在進行試卷總體設計時，對此作專門研究。
3.學科能力要求。地理學科能力是學生參與完成地理學習活動的主要能力，是在掌握和運用地理知識、技 能的過程中發(fā)展起來的，應作為考核的重要內容之一，但須以高中地理教學大綱為依據，同時，結合我省普通 高中實際情況加以實施，提出三項基本能力：地理認知能力，即對基本地理事實材料（包括地理事物的名稱、 數值、結構、演化過程等）的記憶或再認能力。運用地圖和地理圖表的能力，即識讀、填繪地圖和編制地理圖 表（包括各種等值線圖、示意圖、曲線圖、景觀圖等）的能力。分析地理問題的能力，即通過對已有地理知識 和技能的遷移，解釋、解決和評價有關地理問題的能力。
4.題型。根據會考的性質和規(guī)模，從試題屬性看，以采用學生熟悉的題型為基本題型。把適于考核識記、 理解、應用的客觀題和適于考核分析、判斷、推理、論證、綜合、評價以及語言運用等的主觀題加以有機結合 ，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢。從試題結構看，多年來采用了學生熟悉的單項選擇、雙項選擇和填繪地圖三種題型。
5.難度比例。會考命題中，要使試卷符合考試目標和學生的實際水平，必須注意控制難度。根據會考的主 要任務和同時兼有的區(qū)分性能，地理會考試卷總體難度設計為0.75-0.90，試卷中容易題（難度值在0.80以上） ，中等題（難度值在0.50-0.80之間），較難題（難度值在0.50以下），三者之比為7:2:1。
6.命題力求保持知識結構的完整性、考試水平的層次性，并突出對學生進行國情、國策和省情知識考查。
（三）命題計劃表的編制
命題計劃表是會考試卷總體結構設計的具體體現，是編制試題、試卷的藍圖。它將不同的考試內容在試卷 中所占的分量，各內容采用的題型，各類試題應占的比重，考試要求的比例等，分門別類地定出量化指標，并 以表格形式作出詳細、明確的反映，具體編制分三步進行。
第一步 以知識內容、題型為橫坐標，并按教材的各章內容展開?？v坐標為考試要求和難度值。
第二步 在表格相應欄內，填寫出試卷總體設計內容。包括內容分布、考試水平分布、題型分布、難度分 布及合格標準分布。
第三步 確定各章不同考試水平、不同題型、不同難度的分值，即期望值。
總括起來，可以看出，一套試題的產生是一個系統(tǒng)工程。它既要貫徹中學地理教學大綱精神，體現素質教 育特征，又要照顧我省高中地理教學實際，是三者有機結合的產物。
四、會考試題體現素質教育的作用
（一）會考試題的特點
我省自1990年高中地理會考以來，共進行了八次。八次試題的特點是：會考的性質、目的、內涵和命題計 劃的編制恒定不變；題型結構穩(wěn)定；1990-1994年，考慮到我省高中地理教學的實際，知識型試題比例較大。1 995年以后，經過分析，認為進一步體現素質教育的條件已經具備，于是試題結構向智能方向轉化，其主要表現 為以下幾點。
1.試題著重考查學生基礎知識和基本技能。試題的靈活度在層次和角度方面有了進一步發(fā)展。盡管試題內 容都來自教材，解答方法也可以從教材中找到，但不是教材的機械重復，而需變換方式或重新組合。這樣突出 了能力的考查。各大題滲透了邏輯推理、知識遷移、分析地圖等能力考查。
【關鍵詞】有償使用；現存問題；原因分析；對策
一、我國土地有償使用中的現存問題
1.土地利益分配關系扭曲
國有土地所有權被虛置，中央政府和地方的利益分配不公。大部分的國有土地出讓金歸負責具體實施的縣或市政府所有，而中央和省級政府僅僅提取少部分。于是，地方政府有很強的經營土地的動力，大肆通過圈地運動和賣地來增加地方性財政收入，嚴重扭曲了中央和地方的利益關系。
另外，地方政府和農民之間也存在收益分配不公。法律明確禁止集體土地的所有權直接交易，對于被征土地農民的經濟補償應包括安置補償費、土地補償費以及青苗和地上附著物補償費三部分。但是，由于農民缺乏對補償費的了解和認識以及相關立法的缺失，常出現把土地補償費克扣在村委會和地方政府，僅將安置補償費以及青苗和地上附著物補償費發(fā)放給農民的問題。
2.土地市場既不規(guī)范也不健全
由于土地的使用行為具有廣泛的外部性，因此，土地市場公開化就顯得尤為重要。早在1999年，國土資源部就已開始籌建全國土地市場信息系統(tǒng)，但是目前在土地市場信息傳導和披露等方面仍然存在著信息公開完備性不足以及渠道過于單一等問題，而且，在征地過程中，農民參與土地活動的渠道也不夠通常暢，缺乏透明度。
城鄉(xiāng)土地市場不一致，缺少統(tǒng)一的土地市場，這也是目前存在的嚴重問題。在農村，集體土地不能流轉進入土地一級市場并參與土地一級市場的收益分配，而在城市，土地則可以流轉成建設用地和商業(yè)用地并參與到土地一級市場的收益分配，從而導致城鄉(xiāng)土地市場二元化。
二、現存土地有償使用問題的原因分析
1.中央和地方政府的職責以及目標不相容
理論上，中央政府對土地的使用具有無可爭辯的決定權，但在具體實施中，中央政府的影響力卻很難體現。中央政府是土地政策的制定者，擁有批準占用土地的權力，而地方政府則是土地政策和土地占用補償的具體實施者。地方政府通過各種手段操縱和變通占用補償政策，應付和規(guī)避中央政府的規(guī)劃和管理，通過土地出讓和招商引資等方式增加財政收入，彰顯其政績。由于中央和地方政府的職責以及目標不相容，有的地方便出現低價出讓土地，大量土地亂占和閑置等情況。
2.土地市場化程度低與土地供給的雙軌制
在我國，土地一級市場被壟斷，土地的使用取決于政府的行政計劃和管理，什么時候轉變土地利用類型以及轉變成什么類型，這都是由各級政府的行政屯批和規(guī)劃決定的，因此，市場機制不能優(yōu)化配置土地的使用。另外，由于土地供應的雙軌制，使得市場價格和非市場價格同時存在，并有很大的差異，加之政府行政劃撥的價格指導，這又造成了土地的市場價格不能客觀體現土地的真實價值，從而出現低價補償的情況。
3.相關法律法規(guī)的缺失或不完善
首先，由于沒有相關的法律指導，在土地征用過程中，農民對如何參與到征地方案的制定中，沒有具體的參與方式和途徑，對征地農民的土地補償也沒有具體的標準說明，因此，地方政府低價補償以及克扣農民土地補償金的現象也屢禁不止。其次，土地規(guī)劃的效力也大打折扣，由于相關法律法規(guī)的不完善，公眾對規(guī)劃應由哪些部門負責、多長時間進行一次、政府如何向公眾公示以及公眾如何參與規(guī)劃等問題都無法獲得確切答案。最后，由于相關法律的缺失，土地被肆無忌憚的征用和閑置，尤其是對農民耕地的違法占有。
三、促進土地有償使用管理的對策
1.土地利用規(guī)劃方面的對策
努力建立一套系統(tǒng)科學、穩(wěn)定權威、可操作性強、公眾參與度高的土地利用規(guī)劃體系，為土地政策和計劃的有效實施打下基礎。
首先，要加強公眾的參與度，保證公眾意見直通渠道的暢通，重視專家在土地利用規(guī)劃中的關鍵作用。由專人講解規(guī)劃方案，并經電視、報紙等媒介公布規(guī)劃方案，通過匿名反饋意見和代表協商等形式，暢通電話、微博、匿名書信等渠道，對公眾認為不合理的地方做出詳細的答復，讓公眾親身參與到土地利用規(guī)劃中來。其次，突出不同產業(yè)和不同區(qū)域的土地利用特點，統(tǒng)籌安排用地規(guī)模、范圍和時間。重點保護好城市發(fā)展的周邊區(qū)域和農民耕田，嚴格限定城市建設用地總量。在城市內部，在滿足生產生活實踐需求的前提下，抑制城市建設用地的不合理增加，減少重復建設和盲目建設。在城市外部，減小對農、林以及濕地的破壞，保障糧食產量和安全，維持生態(tài)平衡。
2.土地市場方面的對策
2.1 發(fā)揮市場機制的基礎性配置作用
發(fā)揮市場機制基礎性的配置和調節(jié)作用，政府調節(jié)只作為市場體制的補充。首先，相關政府部門要完善市場規(guī)則，凈化土地市場環(huán)境，增加市場信息透明度，讓市場機制調節(jié)和控制土地價格，引導土地合理使用。其次，相關政府部門要積極地進行土地使用政策指導，在必要時可給予適當的優(yōu)惠，促進土地的社會效益能夠最大限度的發(fā)揮，保證土地有償使用的可持續(xù)發(fā)展。最后，建立提供土地市場信息服務的中介機構，嚴格審核其條件和資質，規(guī)范中介行為，保證其能夠在評估土地市場價格和土地市場供需雙方土地信息等方面提供正確而及時的服務。
2.2 建立城鄉(xiāng)一體的土地市場
打破集體土地不能直接流轉進入市場一級市場的原有格局，實行集體土體和國有土地同地、同價和同權。不論是農村的集體土地還是城市的國有土地，都可以在統(tǒng)一的土地市場進行土地活動。遵照市場公平的原則，通過轉讓、出租等形式，集體土地所有者可以把土地使用權轉交給任何需要建設用地的企業(yè)或個人，以市場機制控制的價格作為土地使用權的價格，集體土地所有者和國有土地所有者一樣擁有獲得工業(yè)化與城市化利益的權利，從而切實保障集體土地所有者的利益。
3.法律法規(guī)等司法體系方面的對策
盡快建立并完善相關的法律法規(guī)，只有明確規(guī)定政府和公眾參與土地有償使用管理的權利和義務，使土地有償使用活動有章可循、有法可依，才能更好的促進土地的合理使用。結合我國現存的主要問題，針對我國土地有償使用的法律法規(guī)等司法體系有以下建議。
首先，開展土地規(guī)劃立法工作，保證土地規(guī)劃具有法律效力，明確公眾的參與權，從而解決土地重復建設和盲目建設的問題，遏制非法圈占土地的行為。其次，改變國有土地與集體土地同時存在的土地二元化格局，破除土地一級市場壟斷局面，通過相關立法使集體土地能夠直接進入土地一級市場，從而在源頭上減少設租、尋租和壟斷的危害。第三，在法律上明確說明和確認農民的土地財產權利，例如，農民宅基地的申請和出租、宅基地的財產權利等。最后，完善司法體系，設立獨立于政府部門之外的公共機構和組織，專門解決土地使用糾紛，保障土地規(guī)劃和土地征用中的各方利益。
四、結束語
只有從土地利用規(guī)劃、土地市場和法律法規(guī)等司法體系三個方面聯合解決當前我國土地有償使用中的問題，才能促進我國的工業(yè)化和城市化進程穩(wěn)定前進。
參考文獻
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1.社會現代化的涵義
廣義社會現代化指從農業(yè)社會向工業(yè)社會、從工業(yè)社會向知識社會的兩次轉變蟲然從現階段來看，我國很多發(fā)達地區(qū)已完成了農業(yè)社會到工業(yè)社會的轉變.并正在經歷由工業(yè)社會向信息社會和知識社會的轉變，但在內蒙古、西藏等大多數民族地區(qū)仍然處在第一次剎-會現代化階段，即農業(yè)社會向工業(yè)社會發(fā)展的階段所以，我們考察社會現代化的內容主要從第一次社會現代化著手，由于較多地區(qū)在完成工業(yè)化的過程中出現了諸如高能源消耗、環(huán)境污染、貧富兩極分化等問題，那么我們在研究社會現代化時又小得小吸取經驗教訓，走出 一條集合經濟、政治、文化和人協調發(fā)展的綜合、生態(tài)、民主、科學、自由全而發(fā)展的現代化的道路，為民族地區(qū)及其他發(fā)展一般性地區(qū)在現代化道路上指明力向，以便我們盡量縮小甚至是趕上發(fā)達地區(qū)發(fā)展的步伐
社會現代化全力位演變的過程的各個力而經濟現代化(工業(yè)化、市場化)、政治現代化(民主化)、文化現代化(科學化)、人的現代化等等是相互聯系制約著的其中，工業(yè)化無疑是經濟現代化以及整個社會現代化的根本環(huán)節(jié)，是全部過程賴以展開的根本動因工業(yè)化過程的展開必然要求市場化過程與之相伴，它以自身的客觀邏輯促使市場化過程的展開;而反過來，市場化過程的進展狀況，又作為直接必要條件制約著工業(yè)化的過程以工業(yè)化和市場化的統(tǒng)一為內容的經濟現代化呼喚著政治現代化和文化現代民主化和科學化，并為一者提供了技術基礎和條件;反過來，民主化和科學化又制約著工業(yè)化和市場化的進程.政治現代化和文化現代化是經濟現代化的重要保障而人的現代化則是社會現代化過程中最活躍的因素，也是社會現代化的最終要求和日的，所以經濟現代化、政治現代化和文化現代化為人的現代化提供了好的條件，同時人的現代化又是促進前三者的發(fā)展總之，經濟現代化、政治現代化、文化現代化和人的現代化之間是相互制約的，必須把它們協調起來，才能共同推進民族地區(qū)的社會現代化實現
2.民族現代化發(fā)展現狀
2.1民族地區(qū)的經濟現代化
談及民族地區(qū)現代化的根本是經濟的現代化了解民族地區(qū)的經濟現代化現狀要從生產力和生產關系兩個層而去著手 民族地區(qū)生產力發(fā)展的工業(yè)化在民族地區(qū)，基礎設施薄弱，經濟發(fā)展力式落后發(fā)展經濟多依靠傳統(tǒng)的手段對于新興的微電技術、新材料技術、生物工程等新技術帶來的有利時機因本身條件的}S}制也未能完全把握
生產關系市場化，即也就是企業(yè)而向市場，自主地開展生產經營活動，通過市場實現聯系市場化是我們選擇的正確道路，而信息化和網絡化又是我們市場化必須借助的平臺民族地區(qū)本身地域因素的影響，區(qū)域與區(qū)域之間多為無人區(qū)想要發(fā)展市場化有障礙
2.2民族地區(qū)的政治現代化
民族地區(qū)日前經濟文化較落后的狀況小能為其民主的發(fā)展提供充分的物質條件和較理想的環(huán)境，造成了民族地區(qū)政治民主實施的困難在民族地區(qū)，剎一區(qū)組織建設薄弱，社會保障制度小健全，缺乏強有力的激勵機制和制度
2.3民族地區(qū)的文化現代化
民族地區(qū)現階段都在大力發(fā)展教育事業(yè)，鼓勵和弘揚科學精神但是從總體上看，民族地區(qū)的科學文化水平的日前的發(fā)展還小平衡，至今還有小少地區(qū)還有相當數量的文盲和半文盲的存在
2.4民族地區(qū)人的現代化
人的現代化是現代化歷程中最核心的日標，是社會現代化的出發(fā)點和最終日的民族地區(qū)要實現社會現代化，最終要取決于人的現代化提高民族地區(qū)民眾素質，實現民族地區(qū)人的現代化是民族地區(qū)社會主義現代化的重中之重民族地區(qū)人口眾多、但知識水平、素質較發(fā)達地區(qū)有差距民族地區(qū)的現代化突破口在于人的現代化，尤其是在于民族地區(qū)民眾的知識水平、價值觀念、思維力式和行為力式的現代化
3.民族地區(qū)社會現代化建設中目前存在的問題與對策
3.1落后的經濟發(fā)展力式與轉變對策
改革開放以來，民族地區(qū)經濟發(fā)展主要是依靠民族地區(qū)地廣物博，通過對資源大量的開采以及初級加工來實現經濟發(fā)展但由于民族地區(qū)自身原本的經濟發(fā)展水平低下隨著資源的消耗，勞動力成本的增加，想要通過粗放的力式發(fā)展經濟變得越來越難如何實現民族地區(qū)經濟發(fā)展力式由勞動密集型和資源密集型向技術和資金密集型轉變，成為民族地區(qū)經濟現代化實現的關鍵
從由主要依靠增加物質資源消耗向主要依靠科技進步、勞動力素質提高、管理創(chuàng)新轉變啦尹;首先，依靠科技進步來促進經濟發(fā)展力式的轉變，就要提高自主創(chuàng)新能力，加快建立以企業(yè)為主體、市場為導向、產學研相結合的技術創(chuàng)新體系，引導和支持創(chuàng)新要素向企業(yè)集聚，促進科技成果向現實生產力轉化其次，依靠勞動力素質提高來促進經濟發(fā)展力式的轉變，就要民族地區(qū)大力發(fā)展教育，提高勞動力的整體素質;同時，企業(yè)也要創(chuàng)造條件，對勞動力進行在崗培訓，促進勞動力的科學文化素質和科學技術能力的提高最后，依靠管理創(chuàng)新來促進經濟發(fā)展力式的轉變，就需要運用先進的管理理念強化管理;同時，也要大力培養(yǎng)現代化的管理人才，促進管理結構的優(yōu)化
3.2政治法治化的小完善與解決途徑
民族地區(qū)政治現代化過程中，首先要考慮如何讓政治系統(tǒng)在陽光下運行，使民眾能成為監(jiān)督腐敗滋生的主體那么落到實處，一力而是制定完善的法律體系，另一力而就是考慮要通過力式使政治法律、規(guī)范真正得到尊重和嚴格執(zhí)行，因此力式力法的探索也成為民族地區(qū)政治現代化過程的一個重要的話題
現在我們社會正在倡導和逐步實施的政務公開，官員公布則產狀況，發(fā)揮大眾媒體的監(jiān)督作用，網絡政治化等等途徑和力法都有利于政治現代化，有利于民主政體的發(fā)展民族地區(qū)在此大環(huán)境的影響下實現政治現代化也必然是指日可待的
3.3多元價值觀對核心價值體系的沖擊與協調辦法
民族地區(qū)的民眾較多都是有自身民族信仰的在信息化時代，多元價值觀充斥著民眾的大腦我們在倡導多元文化發(fā)展和尊重民族信仰的同時，更應該注重樹立社會主義的核心價值體系，黨的}-報告提出，要大力加強社會主義核心價值體系建設如何在民族地區(qū)的民眾意識中樹立社會主義的核心價值理念，使其成為主導價值觀，又能鼓勵多元價值文化的存在和尊重民族信仰，具體建議如下：要切實把社會主義核心價值體系融入國民教育和精神文明建設全過程，轉化為人民的自覺追求積極探索用社會主義核心價值體系引領社會思潮的有效途徑，主動做好意識形態(tài)工作，既尊重差異、包容多樣，又有力抵制各種錯誤和腐朽思想的影響另一力而要推進文化創(chuàng)新，增強文化發(fā)展活力同時，民族地區(qū)的文化發(fā)展也必然需要了解民族地區(qū)的文化工作者發(fā)揮其在文化建設中的主體作用，積極響應號召，發(fā)揮自我的能動性推動民族地區(qū)實現民族文化的興旺繁榮對于實現民族地區(qū)現代化是十分重要的環(huán)節(jié)
3.4人的價值評價陷入誤區(qū)和解決力法
高頻地波雷達(HFSWR)利用垂直極化電磁波沿海面繞射傳播的機理，既能實現對海上艦船和低空飛行目標的超視距探測，又可用于海態(tài)遙感等民用事業(yè)。艦載HFSWR除具有岸基HFSWR的特點外，更突出的優(yōu)勢在于其靈活機動性，其研制近年來引起廣泛關注。相比于岸基HFSWR，艦載HFSWR信號處理的難點在于一階海雜波展寬譜中艦船目標的檢測與估值，本文對此進行了深入研究。
1．理論分析了艦載HFSWR一階海雜波譜的展寬機理，給出其展寬數學模型。平臺運動時，雷達分辨單元內不同方向的一階海雜波回波被附加不同的多普勒頻移，使得岸基情形時強大的一階Bragg峰(單頻)被展寬，這已被艦載HFSWR數據采集試驗所獲得的實測海雜波數據處理結果所證實。因此影響展寬譜中船目標檢測的主要干擾為具有相同多普勒頻率但方位不同的一階海雜波，這也是全文的基礎與出發(fā)點。
2．首次系統(tǒng)地研究了艦載HFSWR的時空處理。類似于機載預警雷達(AEW)的地雜波抑制，基于艦載HFSWR一階Bragg雜波存在時空二維耦合特性，本文將天線相位中心偏置(DPCA)技術推廣并應用于艦載HFSWR的一階海雜波抑制?？紤]到實際平臺運動速度的波動，提出了通過空域插值獲得等效陣元信號進行DPCA處理的方法。計算機仿真結果表明：當平臺運動速度與理想速度偏離較小時，可通過空域插值獲得較好的雜波抑制效果。進一步，基于陣列采樣信號的時空等價性，本文還提出了基于時域插值進行DPCA處理的方法，結果表明只要平臺勻速直線運動，通過時域插值就可獲得較好的雜波抑制效果，這大大放松了空域插值方法對平臺運動速度的限制。理論證明在理想條件下上述DPCA處理對單頻的正負一階Bragg峰是最優(yōu)的，但實際相鄰陣元及各接收機通道間的非理想因素將影響一階海雜波的抑制效果。實際系統(tǒng)中影響通道間幅相不一致性的因素主要有兩個：天線陣元不一致(包括艦體多路徑影響)、接收機通道幅相誤差，但兩者具有顯著特點：不同方位入射信號，陣元的幅相誤差不同，但與距離無關，一般是非時變的；而通道幅相誤差與入射信號距離有關，與方位無關，一般是緩慢時變的。這樣盡管實際系統(tǒng)中多路徑及陣元、通道不一致引起的幅相誤差是耦合在一起的，但仍可以分別進行補償。
3．理論研究了機載預警雷達地雜波、艦載HFSWR一階海雜波的特征譜，獲得其解析表達式。DPCA是一種最簡單的空時二維自適應處理，它需要滿足特殊條件。由于艦載HFSWR的一階海雜波具有時空耦合的二維譜，因此最佳雜波抑制應采用空時自適應處理(STAP)。本文利用卡亨南—洛厄維展開(KLE)對觀測時間、帶寬為的限帶譜連續(xù)隨機過程進行展開，得到其特征譜的解析表達式，即大特征值個數為。進一步通過理論證明及計算機模擬，將連續(xù)限帶譜的結論推廣至離散序列情形，給出了機載預警雷達二維地雜波特征譜的表達式。針對艦載HFSWR的一階Bragg展寬譜等帶通譜情形，理論分析得到了其特征譜表達式，這與實測數據處理結果非常一致，可用于空時二維自適應處理結構的簡化。此外還對自適應方向圖綜合法進行必需的修正簡化，以適用于STAP的降維處理。
4．采用正交加權法抑制海雜波、兩分裂波瓣比幅測角，首次實現了艦載HFSWR的目標檢測與測角。綜合前面分析并考慮到實際系統(tǒng)簡化與實時性，本文提出了時域多普勒濾波級聯空域零點自適應的雜波抑制方法——正交加權法的目標檢測方案。對于因正交加權處理可能出現的目標波束主瓣分裂而產生的測角困難，本文提出了采用兩個分裂波瓣比幅測角的方法。實測數據處理結果表明時域插值DPCA、正交加權較直接利用岸基方法能顯著提高目標信噪比，實現目標檢測，但正交加權法改善更大。正交加權法對半合作目標—由上海開往大連的“長松”輪連續(xù)跟蹤最大距離達90km，對非合作目標連續(xù)跟蹤達140km以遠。這是迄今為止有關艦載HFSWR實際目標檢測、跟蹤試驗的最新結果，國內外尚未見報道。
5．首次進行了岸基HFSWR的實測數據超分辨處理、艦載HFSWR超分辨原理應用分析。關于方位估值，本文首先分析其兩個基本要素：測角精度及角分辨力，并引用大量理論分析結果說明岸基HFSWR所采用的和差比幅測角的測角精度和角分辨力，證實常規(guī)波束形成法的角分辨力可用波束寬度近似表示，其測角精度較高且近似于最大似然法。鑒于HFSWR工作波長較長、常規(guī)波束形成角分辨力較差的缺點，基于目標在距離—多普勒平面分布的理論分析，本文利用相鄰距離、多普勒頻率單元信號估計陣列協方差陣，并分別利用MVDR、MUSIC、預白化MUSIC方法進行超分辯處理，實測的合作飛機目標數據處理結果表明超分辯方法能明顯提高陣列角度分辨力。前面的艦載HFSWR正交加權處理僅適用于單目標情形，且存在目標幅度可能受衰減的缺點。對此，本文還分析了超分辯方法應用于艦載HFSWR的基本原理及其優(yōu)點，但由于存在實際艦載HFSWR陣元幅相測試補償、陣列協方差陣矩陣估計等困難，超分辨方法在艦載HFSWR上的具體應用還有待于進一步研究。
6．全面、定量地分析了MVB、MVDR的超分辨特性，提出改進算法EMVDR。MVB、MVDR雖是廣泛應用的超分辨方法，但其超分辨性能仍缺乏系統(tǒng)、定量的分析。本文對等間距線性陣的單點源、雙點源入射情形分別進行研究：對于單點源情形，基于MVB的不同輸出、MVDR及其若干改進算法，分別導出譜峰的寬度表達式，并與有關文獻結果相比較，在此基礎上提出了改進的EMVDR算法；對于等強度、不等強度的兩個非相干點源情形，分別獲得了MVDR最小可分辨方位差(MAS)的近似式，理論證明了大信噪比時歸一化的MAS與MVDR能分辨相應兩個點源時所要求的信噪比的線性關系。這些結果可用于實際系統(tǒng)MVDR超分辨能力的理論估算。
結合前面的理論分析及實測數據處理結果，可以認為艦載HFSWR一階海雜波展寬譜中船目標的檢測與估值問題得到較好解決。今后的工作將主要集中在超分辯方法的實際應用、時空二維聯合處理簡化結構兩方面，可以預計艦載HFSWR將在預警、目標指示、海態(tài)遙感等方面發(fā)揮更大的作用。
關鍵詞艦載高頻地波雷達；空時自適應處理；目標檢測；方位估值；超分辨處理
ATRACT
HighFrequencySurfaceWaveRadar(HFSWR),utilizingaverticalpolarizationelectromagneticwavethatfollowsthecurvatureoftheearthalongtheair-waterinterfacewithlowpropagationloonhighlyconductiveoceansurface,coulddetectandtracktargetsbeyondthehorizonsuchasveelsontheseaandaircraftsatalowaltitude.Itprovidesanewtechniqueforremoteseingofseastateandtrafficcontroloverthesea.Besidesthesecharacteristics,shiorneHFSWRalsoprovidesagilityandmaneuverability,whichhasattractedanumberofcountries’attentionindecade’paredwithohoreHFSWR,thedifficultyinsignalproceingforshiorneHFSWRishowtodetectandestimateshiwhoseDolerfrequenciesaearedinthereadingdomainoftheBra gglines.Themainpurposeofthisdiertationistosolvetheproblembothintheoryandinpractice.
1.ThereadingmechanismoftheBragglinesinshiorneHFSWRisanalyzedandmathematicalreadingmodelisgiven.ItisthevectorialsummationoftheplatformmotionwiththatoftheclutterreturnfromdifferentdirectiowithintheradarrangecellthatresultsinreadingoftheBragglines,whichareverifiedbyexperimentalresultsfromtheshiorneHFSWRdatacollectionexperimentconductedin1998.Therefore,themaininterferencefordetectionoftargetsinthereadingdomainisthefirstorderseaclutterreturfromthedirectiondifferentfromtargets’azimuthbutwiththesameDolerfrequencywithcoiderationofplatformmotion.
2.ace-timeadaptiveproceinginshiorneHFSWRissystematicallyanalyzedforthefirsttime.ByanalogywiththegroundclutterrejectioninAirborneEarlyWarning(AEW)radar,DilacedPhaseCenterAntea(DPCA)techniqueisextendedforsureionofthefirstorderseaclutterinshiorneHFSWR.Moreover,interpolationinatialdomainisproposedtoretrievesignalforDPCAproceingincoiderationofthevibrationoftheplatformmotion.Simulationresultsshowthatthemethodcanremarkablyattenuatethefirstorderseaclutterwhentheplatformvelocityslightlyvibratesoverthetheoreticalvalue.FurthermoreDPCAproceingwithinterpolationintemporaldomainisgivenbasedontheace-timeequivalenceofsignal,whichdramaticallyeasetherestrictionontheplatformvelocityrequiredbyinterpolationinatialdomain.TheoreticalanalysisshowsthatDPCAwithinterpolationintemporaldomaincandetecttargetifonlytheplatformmovesatcotantvelocity.ItcanbeprovedthattheaboveDPCAproceingisoptimalunderidealconditio.Howevernonidealfactorsinseorsandreceiverswilldeterioratetheeffect.Thedifferencesinamplitudeandphrasebetweenseorsarerelatedtoazimuthonly,whicharestationary.Onthecontrary,thedifferencesbetweenreceiversarerelatedtorangeonlyandaretime-varyingslowly.Thesetwodifferencescanbecompeatedreectively.
3.EigeectraforgroundclutterinAEWandthefirstorderseaclutterinshiorneHFSWRaretheoreticallyanalyze,whoseanalyticexpreioarepresented.DPCAisthesimplestcaseoface-TimeAdaptiveProceing(STAP),whichisusedundertheecialcondition.Sincetwo-dimeionalclutterectrumhascouplingpropertyinaceandtimedomain,optimumsureionofseacluttershouldbeachievedbySTAP.ItisshownthatthenumberofdominanteigenvaluesforacontinuousrandomproceiwithbandwidthiwiththeaidofthecontinuousKarhunen-LoèveExpaion(KLE).Further,theoreticalanalysesandcalculatioindicatethatthesameresultsasthebandlimitedrandomproceareobtainedforitssampleoervation,fromwhichtheanalyticexpreionoftwo-dimeionalgroundcluttereigeectrainAEWradarisderived.AsforthebandpaectrumofthefirstorderseaclutterinshiorneHFSWR,thecorreondingresultsarededuced.Resultsfromtheexperimentaldataareingoodagreementwiththetheoreticalanalysis,whichisofadvantageforseacluttersureionandtargetdetectioninshiorneHFSWRwithSTAP.Moreover,anecearysimplificationismadetosynthesisofadaptivemonopulsepatterntobealiedtoace-timeadaptivereduced-rankproceing.
4.ShiaresuccefullydetectedandestimatedwithshiorneHFSWRforthefirsttime.Onthebasisofabovetheoreticalanalysisandincoiderationofsimplificationandrealtimeproceing,theorthogonalweightfornullsteeringintheknowndirectionisusedtosureseaclutterafterFFTproceingintimedomain.Forthecaseofmainbeamofthetargetlittingintotwolobes,whichresultsfromsureionoftheinterferencewithinthetargetmainbeam,themethodforangleestimationispresentedbycomparingmaximumamplitudeintwolobes.TheexperimentalresultshowsthatDPCAwithinterpolationintemporaldomainandorthogonalweightallsuccefullydetectthetarget,andthelatterachieveslargerimprovementinSignal-to-NoiseRatio(R).Theorthogonalweightmethodcansucceivelydetectandtrackthehalf-cooperativetarget“Changsong”p aengerlinerboundforDalianfromShanghaifarawayto90km,andtheunknownnon-cooperativetargetfarawayto140km.ThekindofexperimentresultsforshiorneHFSWRhasnotbeenreportedsofar.
5.Suer-resolutionproceingmethodsarealiedtoohoreHFSWRandresultsfromexperimentaldataaregivenforthefirsttime.Wefirstlycomparetwobasicconceptsangularaccuracyandangularresolutionasforangleestimation.TheoreticalanalysesshowthatangularresolutionofConventionalBeamForming(CBF)canberepresentedbybeamwidthanditsaccuracyissimilartomaximumlikelihoodmethod.Owingtothedecametricwavelength,theangularresolutionofCBFforHFSWRisusuallycoarse,eeciallywhendimeioofthereceivinganteaarrayarerestricted.Onthebasisoftheoreticalanalysisoftargetdiffusioninrange-velocityresolutioncell,thearraysignalcovariancematrixandnoisecovariancematrixareestimatedfromsomedifferentcellsreectively.TheproceingresultsfromexperimentaldatainohoreHFSWRwithMinimumVarianceDistortionleReose(MVDR),MUltipleSIgnalClaification(MUSIC)andpre-whitenMUSICreectivelyshowthatsuper-resolutionmethodscanprovidebetterresolutionthanCBF.TheorthogonalweightmethodiseffectiveonlyforthecaseofsingletargetandwouldresultinlargeloofthetargetgainwhenthefirstorderseaclutterandtargetwithinthesameDolerresolutioncellareinclosedirection.Thereforefundamentalprincipleandmeritofsuper-resolutionmethodfortargetdetectionandresolutioninshiorneHFSWRareputforward,whichneedsfurtherresearchforpracticalalication.